(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドフィルムの表面に無電解めっきまたは乾式法により形成されたタイコート層および金属シード層と、さらにその上に電気めっきにより形成された銅または銅合金層を有する金属被覆ポリイミド複合体において、前記タイコート層、金属シード層および銅または銅合金めっき層が、ポリイミドフィルムの全表面と同ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成されていることを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体。
【請求項２】
ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、該ポリイミドフィルムの表面に無電解めっきまたは乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成した後、前記タイコート層および金属シード層を形成したポリイミドフィルムを、さらにめっき用ドラムに周回させて電気めっきを行う際に、前記タイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を、ポリイミドフィルムの全表面と同ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成することを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体の製造方法。
【請求項３】
ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、表面に無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成する装置、電気めっき槽、該電気めっき槽に一部を浸漬させためっき用ドラム、該めっき用ドラムに、前記無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成したポリイミドフィルムを周回させる装置を備えた電気めっき装置、前記タイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を、ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成するためのマスキング装置を備えていることを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢ、ＣＯＦ（Chip on Film）等の電子部品の実装素材として用いられる金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリイミドフィルムに主として銅からなる金属導体層を積層したＦＣＣＬ（Flexible Copper Clad Laminate）は電子産業における回路基板の素材として広く用いられている。中でも、ポリイミドフィルムと金属層との間に接着剤層を有しない無接着剤フレキシブルラミネート（特に、二層メタライジング積層体）は回路配線幅のファインピッチ化に伴い注目されている。
【０００３】
無接着剤フレキシブルラミネート、特にファインピッチに対応した無接着剤フレキシブルラミネートの製造方法としては、ポリイミドフィルム上にスパッタリング、ＣＶＤ、蒸着などの乾式法により、ポリイミドとの接着が良好な材料から構成されるタイコート層および次工程の電気メッキにおけるカソード兼電流の導電体として働く金属シード層を予め形成し、次いで電気めっきにより回路基板の導体層となる金属層を製膜する、いわゆるメタライジング法が主に行われている（特許文献１参照）。
このメタライジング法においては、金属層とポリイミドフィルムとの密着力を高めるために、金属層を形成するに先立ち、ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理により、表面の汚染物質の除去ならびに表面粗さの向上を目的として改質を行うことが行われている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
上記の通り、電気めっきにより銅層を成長させる金属被覆ポリイミド複合体は、乾式法または湿式法により、サブミクロン程度の厚みの銅層をポリイミド表面に形成するが、この場合、ポリイミドの全幅に銅層を形成するのではなく、フィルムのエッジから１０ｍｍ程度内側に形成するのが普通である。
これは、事前に乾式法または湿式法によりフィルムの全幅にサブミクロン程度の厚みの銅層を形成したポリイミドフィルムを用いて、次工程の多層式電気めっき装置により電気めっき層を形成しようとした場合に、電気めっき銅が裏面に回りこむ（裏回りする）ためである。
【０００５】
そこで、上記の通り、ポリイミドの全幅に銅層を形成するのではなく、フィルムのエッジから１０ｍｍ程度内側に形成すると、別の問題が生じた。
上記のように、ポリイミドフィルムのエッジよりも１０ｍｍ程度内側に、サブミクロン程度のタイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を形成したポリイミドフィルムを用いて電気めっきを施すと、電流は絶縁部と導電部の境界付近に集中するために、電気めっきが終了した時点では、図１に示すように、エッジ部が異常成長（ビルドアップ）し、予定した厚みのめっきが均一にできない。これによって、巻き取ることさえ困難になるという問題を生じる。
【０００６】
このため、異常成長した銅めっきのエッジ部を切断することも考えられるが、このように異常成長した膨らみの部分は、切断がきれいにできず、一部は剥離し、破片となって飛散する。飛散した破片は、その後の処理工程で、異物の発生またはめっき不良またはエッチング不良を生ずるという問題が起こった。
【特許文献１】特許第３２５８２９６号公報
【特許文献２】特許第３１７３５１１号公報
【特許文献３】特表２００３−５１９９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、無接着剤フレキシブルラミネート（特に、二層メタライジング積層体）における電気めっき銅のポリイミドフィルムの裏面への回り込み（裏回り）防止またはポリイミドフィルム面における電気めっき銅のエッジ部の異常成長を効果的に抑制できる金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題に鑑み、本発明は以下の発明を提供するものである。
１）ポリイミドフィルムの表面に無電解めっきまたは乾式法により形成されたタイコート層および金属シード層と、さらにその上に電気めっきにより形成された銅または銅合金層を有する金属被覆ポリイミド複合体において、前記タイコート層、金属シード層および銅または銅合金めっき層が、ポリイミドフィルムの全表面と同ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成されていることを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体。
【０００９】
２）ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、該ポリイミドフィルムの表面に無電解めっきまたは乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成した後、前記タイコート層および金属シード層を形成したポリイミドフィルムを、さらにめっき用ドラムに周回させて電気めっきを行う際に、前記タイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を、ポリイミドフィルムの全表面と同ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成することを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体の製造方法。
【００１０】
３）ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、表面に無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成する装置、電気めっき槽、該電気めっき槽に一部を浸漬させためっき用ドラム、該めっき用ドラムに、前記無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成したポリイミドフィルムを周回させる装置を備えた電気めっき装置、前記タイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を、ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成するためのマスキン装置を備えていることを特徴とする金属被覆ポリイミド複合体の製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
以上により、本願発明の金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置は、無接着剤フレキシブルラミネート（特に、二層メタライジング積層体）における電気めっき銅のポリイミドフィルムの裏面への回り込み（裏回り）防止またはポリイミドフィルム面における電気めっき銅のエッジ部の異常成長を効果的に抑制できる金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置を提供することができる。
また、これにより、異常成長した銅めっきのエッジ部を切断する必要がなくなり、異常成長した膨らみの部分の切断時に、一部は剥離し、破片となって飛散することもなくなる。したがって、その後の処理工程で、異物の発生またはめっき不良またはエッチング不良を生ずるという問題がなくなるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本願発明の具体例について説明する。なお、以下の説明は本願発明を理解し易くするためのものであり、この説明に発明の本質を制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。
なお、本願発明は、銅めっきだけでなく、銅合金めっきの場合も含むものであるが、説明をより簡単にするために銅めっきとして説明することもある。この場合には、銅合金を含むものとする。
【００１３】
ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に、スパッタリング法により金属層を、さらにその表面に銅又は銅合金層からなる金属導体層を形成することにより、無接着剤フレキシブルラミネートを作製することを基本とする。
最初に、ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理することにより、表面の汚染物質の除去と表面の改質を行う。
【００１４】
次に、このポリイミドフィルムの表面に、一般にタイコート層と言われる５〜３００ｎｍのスパッタリング金属層を形成する。
通常、このスパッタリング金属層は、ニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか１種から選択する。
一般に、ポリイミドフィルムは１２．５μｍ〜５０μｍのものが使用できるが、これは回路基板に要請されるものであり、その厚さには特に制限はない。ポリイミドフィルムとして、例えば宇部興産製ユーピレックス、ＤｕＰｏｎｔ／東レ・デュポン製カプトン、カネカ製アピカルなどが用いられているが、これも特に制限があるものではない。
前記タイコート層は、金属層とポリイミドとの密着強度を上げ、耐熱、耐湿環境下での安定性を高める役割をする。
【００１５】
引き続いて、前記タイコート層上にスパッタリングで、金属シード層となる銅層を１５０〜５００ｎｍ形成する。このスパッタリング銅層が、次工程の電気メッキ工程におけるカソード兼電流の導電体となる。
ここで、本願発明は、ポリイミドフィルムの表面に無電解めっきまたは乾式法により形成されたタイコート層および金属シード層を形成する際に、図２に示すように、ポリイミドフィルムの側面にまで、タイコート層および金属シード層を形成する。当然ではあるが、ポリイミドフィルムの表面には、全面がタイコート層および金属シード層で被覆される。
【００１６】
図２では、タイコート層および金属シード層がポリイミドフィルムの側面のほぼ中央まで形成されている。ポリイミドフィルムの側面の位置は、全面でも良いが、エッジ部を若干超える程度まで被覆されれば、本願発明の効果を得ることができる。
この被覆の程度は、ターゲットとの間にマスキングを配置することにより調整できる。この側面の被覆は、表面への被覆厚みよりも、少なくても特に問題となるものではない。
【００１７】
次に、上記の金属シード層上に、銅又は銅合金からなる電気めっき層を形成する。めっき装置には、図３に示すめっき用ドラムを備えた電気めっき装置を使用する。
この電気めっき装置は、電気めっき槽、電気めっき槽に一部（約半分）を浸漬させためっき用ドラム、めっき用ドラムに被めっきポリイミドフィルムを周回させる装置、ポリイミドフィルムのめっき面に電流を供給する装置及びドラムに対向させて１又は複数のアノードを有している。めっき用ドラムは絶縁体からなるか、少なくとも絶縁体で被覆された構造であり、電気メッキの際に電気的に関与することはない。
ひとつの形態として、これらのアノードは所謂不溶性アノードであり、銅メッキのための銅イオン供給は別途銅を溶解し銅濃度を調整した電解液を電解槽に給液することによりなされる。
【００１８】
図３に示す電気めっき装置はＡセルとＢセルの２槽式であり、各槽にドラムがあり、ドラムの周囲に複数の板状のアノードが配置されており、それぞれめっきゾーンを構成している。半円状のセル壁面の中央下部に給液部があり、セル壁面の上端からめっき液がオーバーフローする構造になっている。ポリイミドフィルムは、Ａセルの左から入り、Ａセルから右に出る形になっている。給電ロール、スクイジーロール、ガイドロールが適宜配置される。
この図３には、代表的なドラム式めっき装置を示すが、必ずしも２槽式である必要はなく、単槽式でも、２槽以上の複槽式でも良い。単槽式でも複槽式でも、ドラムにポリイミドフィルムを周回させてめっきする基本的な構造は同じである。
【００１９】
前記スパッタリング銅層が、この電気メッキ工程におけるカソード兼電流の導電体となる。したがって、図２の概念図を示すように、タイコート層および金属シード層で被覆された部分に、電気銅めっきが成長する。
しかし、この場合、タイコート層および金属シード層で被覆されたポリイミドフィルムのエッジ部および側面部には、異常成長（ビルドアップ）は生じない。
そもそも、本願発明が解決しようとしているような異常成長（ビルドアップ）は、電流が絶縁部と導電部の境界付近に集中することによって生じることは前述の通りである。本願発明の効果は、異常成長（ビルドアップ）が生じやすい絶縁部と導電部の境界の位置を、フィルムの被メッキ表面ではなくその側面部にすることによって、絶縁部と導電部の境界における異常成長（ビルドアップ）を抑制するところにある。
【００２０】
絶縁部と導電部の境界が、フィルムのエッジより内側にあるということは、その位置はフィルムの被メッキ表面であり電気メッキのアノードと対向する位置であるため、電流が集中しやすい。しかしながら、本願発明では、絶縁部と導電部の境界をフィルム端部側面としているため、アノードと対向しておらず、電流が集中しにくいので、異常成長は発生しない。
このようにして形成された金属被覆ポリイミド複合体は、上記の通り、電気銅めっきの異常成長が発生せず、平坦なめっき面を有するために、この状態で、巻き取りが可能である。また、金属被覆ポリイミド複合体は、通常エッジ部および側面部を切断して使用されるが、切断時に剥離や破片の発生がなく、良好な切断面が得られる。
ＣＯＦ（Chip on Film）等の電子部品では、このようにして製造された金属被覆ポリイミド複合体の銅層をエッチング液によりエッチングして導電性の回路を形成する。そして、この銅回路上に錫めっきを施し、さらにソルダーレジストや樹脂等が被覆される。
【００２１】
本願発明は、電気めっき槽に一部を浸漬させためっき用ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、表面に無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成し、さらに電気めっきする場合に、特に有効である。
九十九（つづら）折型めっき装置又は縦型のめっき装置は、図４の右図に示すように、ポリイミドフィルムの表面のみならず、裏面もむき出しになっているので、裏面にめっきされることは避けられない。アノードの配置やマスクの調整を高精度に行えば、裏面にめっきが回りこまずにポリイミドの表面および側面にのみ、めっきすることも原理的には可能であるように見えるが、しかし、絶縁体である裏面が電解液に接している場合、裏面に電界がかかりやすく、特に裏面のフィルム端部近傍に電流が集中しやすくなるために、実際には安定的に製造することは極めて難しいと言える。エッジにシールドを被覆し、めっき後にそれを剥がす手法も考えられるが、煩雑な作業となることは否めない。
この点、本願発明の装置を用いて製造する場合には、図４の左の断面模式図に示すように、めっき用ドラムが絶縁性であり、このドラムにポリイミドフィルムの裏面が接して、周回する形式なので、ポリイミドフィルムの裏面にめっきされることはない。
また、ポリイミドフィルムの裏面が絶縁性のドラムと接触して搬送されるため、該フィルムの側面への析出もある程度抑制される効果を有する。したがって、全幅に亘って異常析出のない、良好な金属被覆ポリイミド複合体を得ることができる。
【００２２】
以上から、本願発明は、ドラムにポリイミドフィルムを周回させ、表面に無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成する装置、電気めっき槽、該電気めっき槽に一部を浸漬させためっき用ドラム、該めっき用ドラムに、前記無電解めっき又は乾式法によりタイコート層および金属シード層を形成したポリイミドフィルムを周回させる装置を備えた電気めっき装置、前記タイコート層、金属シード層及び銅または銅合金めっき層を、ポリイミドフィルムの側面の一部または全部を含む位置に形成するためのマスキング装置を備えた金属被覆ポリイミド複合体の製造装置を提供することができる。
【実施例】
【００２３】
次に、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例のみに制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。
【００２４】
（実施例１）
ポリイミドフィルムに使用する材料は、特に制限はない。例えば、宇部興産製ユーピレックス、ＤｕＰｏｎｔ／東レ・デュポン製カプトン、カネカ製アピカルなどが上市されているが、いずれのポリイミドフィルムにおいても本発明は適用できる。このような特定の品種に限定されるものではない。本実施例及び比較例では、ポリイミドフィルムとして宇部興産製ユーピレックス-SGAを使用した。
まず、最初にポリイミドフィルムを真空装置内にセットし真空排気後、酸素プラズマにてポリイミドフィルムの表面改質処理を行った。
【００２５】
次に、上記のプラズマ処理したポリイミドフィルム表面にスパッタリングにより、２５ｎｍのタイコート層（Ｎｉ−２０ｗｔ％Ｃｒ）を形成した。
続いて、スパッタリングにより３００ｎｍの金属シード層（銅層）を形成した。これは、無電解めっきによっても形成できるが、本実施例ではスパッタリングにより実施した。さらに、上記の金属シード層の表面に、図３に示すドラム型２槽式電気めっき装置を使用し、硫酸銅めっき浴を用いて電気めっきにより、銅からなる金属導体層（合計厚さ約８μｍ）を形成し、二層メタライジング積層体を作製した。
この場合、ポリイミドフィルムは、図４の左のように、絶縁性のめっきドラムに接触して搬送される。したがって、ポリイミドフィルムの裏面にめっきされることはなく、またポリイミドフィルムの側面においても、析出が抑制され、わずかなめっき層が形成されるという効果を有する。
この結果、図２に示す金属被覆ポリイミド複合体を得ることができた。タイコート層および金属シード層で被覆されたポリイミドフィルムのエッジ部および側面部には、異常成長（ビルドアップ）は生じなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本願発明の金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置は、無接着剤フレキシブルラミネート（特に、二層メタライジング積層体）における電気めっき銅のポリイミドフィルムの裏面への回り込み（裏回り）防止またはポリイミドフィルム面における電気めっき銅のエッジ部の異常成長を効果的に抑制できる金属被覆ポリイミド複合体、同複合体の製造方法及び同複合体の製造装置を提供することができ、またこれにより、異常成長した銅めっきのエッジ部を切断する必要がなくなり、異常成長した膨らみの部分の切断時に、一部は剥離し、破片となって飛散することもなくなる。したがって、その後の処理工程で、異物の発生またはめっき不良またはエッチング不良を生ずるという問題がなくなるという効果を有する。したがって、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢ、ＣＯＦ等の電子部品の実装素材として用いられる無接着剤フレキシブルラミネートとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電気めっき銅のエッジ部が、異常成長（ビルドアップ）した従来型の金属被覆ポリイミド複合体を示す概念図である。
【図２】タイコート層、金属シード層および銅電気めっき層がポリイミドフィルムの側面のほぼ中央まで形成された金属被覆ポリイミド複合体を示す概念図である。
【図３】ドラム型式の２槽式電気めっき装置の概略説明図である。
【図４】本願発明のドラム型の電着槽でめっきした場合（左図）と非ドラム型（九十九折型又は縦型）の電着槽でめっきした場合（右図）の概念説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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